环境工程概论第5章

高等学校土建类创新规划教材2013年《环境工程概论》第五章噪声污染及其控制§5-1噪声污染概述§5-2噪声的量度与评价§5-3噪声污染控制技术§5-4土木工程中的噪声污染与控制引子一、什么是噪声？二、噪声对环境的危害三、噪声环境标准§5-1噪声污染概述引子成都市民余某购得一套住房，入住后发现卧室窗户正对面，大约5m处是一老年活动中心，该活动中心门窗对开，每晚都有一些麻将爱好者在此打麻将到深夜，时间一长，唏里哗啦的麻将声和争执声导致房主严重睡眠不足，神经衰弱，读小学的儿子无法正常学习和休息，学习成绩下降。为此，房主多次向居委会反映，要求另外安排活动地点或者禁止深夜打麻将，不但遭到居委会的拒绝，而且居委会以表决的形式通过继续打麻将的决定，企图使这种噪声“合法化”。房主无奈，只能通过法律的手段来保护自己的权益。引子根据《中华人民共和国环境噪声污染防治法》第46条规定：使用家用电器或者进行其他家庭室内活动，应当限制作业时间，并采取其他有效措施，以减轻、避免对周围居民造成环境噪声污染。第61条规定：受到噪声污染的单位和个人有权要求加害人排除危害，造成损失的依法赔偿损失。为此，原告房主请求法庭判定被告居委会所属老年活动中心立即排除危害，赔原告医药费、工资、奖金、交通费等5000元。一、什么是噪声？1、噪声的定义2、噪声的特征3、噪声的分类凡是不需要的，使人厌烦并对人类生活和生产有妨碍的声音都是噪声。噪声是一种感觉性公害。噪声污染具有局部性。噪声污染具有暂时性。噪声防治具有分散性。按产生的机理分类：机械振动性噪声空气动力性噪声电磁性噪声电声性噪声按频率的高低分类：低频噪声中频噪声高频噪声按产生的来源分类：交通运输噪声工厂噪声建筑施工噪声社会和家庭生活噪声3、噪声的分类我国噪声控制标准是按照噪声源的种类进行制定的,包括《工业企业厂界环境噪声排放限值》《建筑施工场界噪声限值》《社会生活噪声排放源边界噪声排放限值》《机动车辆允许噪声标准》等1、噪声对人体的影响二、噪声对环境的危害2、噪声对动物的影响3、噪声对物体的影响1、噪声对人体的影响噪声级/dB国际统计/%美国统计%8085909510001021294108182840在噪声环境中工作40年后噪声性耳聋发病率16岁的箐箐是周杰伦的铁杆歌迷，起床后睡觉前必须戴上耳机，“温习”一遍偶像的作品后才能安心进行下一件事。箐箐近来经常感到耳鸣、头疼，听不清别人说话，到医院检查后才知道自己的听力已经严重下降，甚至到了重度耳聋的阶段。某高校的大陈也是音乐爱好者，每次戴耳机听音乐都把音量开到最大声。近来大陈感觉头晕目眩，耳朵嗡嗡作响。到医院检查后得知，由于自己长期戴耳机听音乐，导致患上了“噪声性耳聋”●听力损伤：●干扰睡眠、工作和学习人进入睡眠之后，即使是40－50分贝较轻的噪声干扰，也会从熟睡状态变成半熟睡状态。突然的噪声40dB时，使10%的人惊醒；60dB时70%人惊醒。当睡眠受干扰而不能入睡时，就会出现呼吸急促、神经兴奋等现象。长期下去，就会引起失眠、耳鸣、多梦、疲劳无力、记忆力衰退等1、噪声对人体的影响实验表明，当人受到突然而至的噪声一次干扰，就要丧失4秒钟的思想集中。据统计，噪声会使劳动生产率降低10～50%，随着噪声的增加，差错率上升。由此可见，噪声会分散人的注意力，导致反应迟钝，容易疲劳，工作效率下降，差错率上升。噪声还会掩蔽安全信号，如报警信号和车辆行驶信号等，以致造成事故。●引发多种疾病①损害心血管1、噪声对人体的影响医学专家经人体和动物实验证明，在平均70分贝的噪声中长期生活的人，可使其心肌梗塞发病率增加30％左右。调查发现，生活在高速公路旁的居民，心肌梗塞率增加了30％左右。调查1101名纺织女工，高血压发病率为7.2％，其中接触强度达100分贝噪声者，高血压发病率达15.2％。●引发多种疾病①损害心血管②损害消化系统噪声也可导致消化系统功能紊乱，引起消化不良、食欲不振、恶心呕吐，使肠胃病和溃疡病发病率升高。③对视觉器官的影响长时间处于噪声环境中的人很易发生眼疲劳、眼痛、眼花和视物流泪等眼损伤现象。试验表明：当噪声强度达到90分贝时，人的视觉细胞敏感性下降，识别弱光反应时间延长；噪声达到95分贝时，有40％的人瞳孔放大，视线模糊；而噪声达到115贝时，多数人的眼球对光亮度的适应都有不同程度的减弱。1、噪声对人体的影响●引发多种疾病①损害心血管②损害消化系统③对视觉器官的影响专家们曾在哈尔滨、北京和长春等7个地区经过为期3年的系统调查，结果发现噪声不仅能使女工患噪声聋，且对女工的生育也有不良影响。可导致孕妇流产、早产，甚至可致畸胎。国外曾对某个地区的孕妇普遍发生流产和早产作了调查，结果发现她们居住在一个飞机场的周围，祸首正是那飞起降落的飞机所产生的巨大噪声。1、噪声对人体的影响④对女性生理机能的损害2、噪声对动物的影响噪声能对动物的听觉器官、视觉器官、内脏器官及中枢神经系统造成病理性变化。噪声对动物的行为有一定的影响，可使动物失去行为控制能力，出现烦躁不安、失去常态等现象；强噪声会引起动物死亡；鸟类在噪声中会出现羽毛脱落，影响产卵率等。20世纪60年代初，美国空军在俄克拉荷马市上空做超音速飞行实验，飞机每天在1万米的高空飞行8次，6个月后，当地一个农场饲养的1万只鸡中被飞机的轰鸣声杀死了6000只，幸存的4000只鸡，有的羽毛全部脱落，有的干脆就不下蛋了。3、噪声对物体的影响实验研究表明：当噪声级超过150dB时，会严重损坏电阻、电容、晶体管等元件。当特强噪声作用于火箭、宇航器等机械结构时，会使材料产生疲劳现象而断裂。一般的噪声对建筑物几乎没有什么影响，但是噪声级超过140dB时，对轻型建筑开始有破坏作用。例如，当超声速飞机在低空掠过时，产生的轰声对建筑物会有不同程度的破坏，如出现门窗损伤、玻璃破碎、墙壁开裂、抹灰震落、烟囱倒塌等现象。此外，在建筑物附近使用空气锤、打桩或爆破，也会导致建筑物的损伤。三、噪声环境标准1、噪声的卫生标准2、噪声的环境质量标准3、噪声的排放标准噪声卫生标准指的是在工厂中，为了保护工人的听力，不致引起耳聋和其他疾病而制定的噪声标准。我国1980年1月1日开始实施《工业企业噪声卫生标准》1、噪声的卫生标准噪声级/dB工作时间/h现有企业新建、改建、扩建90858938849691299941不得超过115为贯彻《中华人民共和国环境噪声污染防治法》，防治噪声污染，保障城乡居民正常生活、工作和学习的声环境质量，国家制定了噪声的环境质量标准，它主要包括《声环境质量标准(GB3096-2008)》和《机场周围飞机噪声环境标准(GB9660-1988)》两个标准。2、噪声的环境质量标准2、噪声的环境质量标准按区域的使用功能特点和环境质量要求，《声环境质量标准》中划定了5类声环境功能区。其中，0类指康复疗养区等特别需要安静的区域；1类指以居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计、行政办公为主要功能的需要保持安静的区域；声环境质量标准/dB2类指以商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、商业、工业混杂，需要维护住宅安静的区域；3类声环境功能区指以工业生产、仓储物流为主要功能，需要防止工业噪声对周围环境产生严重影响的区域。4类指交通干线两侧一定距离之内，包括4a类和4b类两种类型，4a类为高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干路、城市次干路、城市轨道交通（地面段）、内河航道两侧区域；4b类为铁路干线两侧一定区域。声环境功能区时段昼间夜间0类50401类55452类60503类65554类4a类70554b类70602、噪声的环境质量标准《机场周围飞机噪声环境标准(GB9660-1988)》规定了适用于机场周围受飞机通过所产生噪声影响的区域的噪声标准值，其中一类区域指特殊住宅区、居住、文教区，二类区域指除一类区域以外的生活区。机场周围飞机噪声环境标准适用区域标准值/dB一类区域≤70二类区域≤753、噪声的排放标准噪声排放标准是对噪声源的排放行为进行噪声限值控制，从而实现噪声的环境质量标准。按噪声的来源，噪声排放标准可分为《社会生活环境噪声排放标准(GB22337-2008)》、《工业企业厂界环境噪声排放标准(GB12348-2008)》、《建筑施工场界噪声限值(GB12523-2011)》、《铁路边界噪声限值及测量方法(GB12525-90)》修改方案等，分别对社会生活噪声源、工业企业噪声源、建筑噪声源以及铁路交通噪声源等在排放噪声时的限值进行了规定。3、噪声的排放标准社会生活噪声排放源边界噪声排放限值/dB边界外声环境功能区时段昼间夜间0类50401类55452类60503类65554类7055工业企业厂界环境噪声排放限值/dB厂界外声环境功能区时段昼间夜间0类50401类55452类60503类65554类7055建筑施工场界噪声限值/dB昼间夜间7055铁路边界铁路噪声限值/dB昼间夜间(新建铁路）7070（60）一、噪声的客观量度二、噪声的主观量度三、噪声的评价§5-2噪声的量度与评价一、噪声的客观量度1、声压和声压级2、声强和声强级声功率和声功率级3、声级运算1、声压和声压级声压声压级某点在某时的压强变化，即超过或小于大气压的量称为瞬时声压p(t)p(t)=P(t)-P0在一定时间间隔内，瞬时声压的均方根值称为有效声压Pe。TedttpTP)(12人们采用了声压的对数量级来表示声音的大小。正常人对频率为1000Hz的听阈声压为2×10-5Pa，痛阈声压为20Pa，二者相差100万倍。因此引入声压级Lp，单位为分贝（dB）0lg20ppLep式中：Pe——被测声压，P0——基准声压，其值为2×10-5Pa对于听阈Lp＝0dB；对于痛阈Lp＝120dB。2、声强和声强级声强声强级单位时间内垂直于声波方向的单位面积内通过的平均能量，称为声强，单位（W/m2）以I表示。人们采用了声强的对数量级来表示声音的大小。一般正常人耳的听阈声强为10-12W/m2，声强再低则听不到；痛阈声强为1W/m2，声强再高则会引起耳聋。式中：I——被测声强，I0——基准声强，其值为10-12W/m2对于听阈LI＝0dB；对于痛阈LI＝120dB。0lg10IILI声强与声压的关系I=Pe2/ρc，因而使声压级与声强级在数值上相等3、声级的运算声级的相加声级的相减----能量相加L=10lg(I/I0)假设有n个噪声源同时存在，声强与声强级分别为I1、I2、…In和L1、L2、…Ln。则总声强级为：00201lg10IIIIIILn11.00110LII21.00210LIInLnII1.0010由声强级公式可得到如下式子nLLLL1.01.01.0101010lg102111.01.021010lg10LLL声级的相减也是能量的相减。若已知两个声源的合成声级为L，其中一个声源的声级为L1，则另一声源的声级L2可按下式进行计算二、噪声的主观量度1、响度和响度级2、等响曲线人耳的听觉特性频率不同的声音，即使声压级相同，人耳感觉的响亮程度不同，如100Hz和1000Hz的两种声音，同样为60dB，但是1000Hz的声音人耳听起来响一些。如果要100Hz的声音听起来与1000Hz，60dB的声音一样响，声压级要达到67dB；这说明人耳对不同频率的声音敏感程度不一样。人耳对1000～5000Hz的声音最敏感。响度是人耳判别声音强弱的概念，它与人们的感觉成正比，是描述声音大小的主观感觉量。响度不仅取决于声音的强度(如声压级)，还与它的频率有关。响度的单位是宋(sone)，符号是“N”。1宋的定义是声压级为40dB，频率为1000Hz的强度。如果另一个声音听起来比这个大n倍，即声音的响度为n宋。1、响度和响度级响度响度级响度级是建立在两个声音的主观比较上的。是以1000Hz的纯音作为基准和任何其它频率的声音相比较，当调节1000Hz纯音的强度使之与这声音一样响时，该1000Hz纯音的声压级分贝数定义为这一声音的响度级。